JP2005171659A - Vibration isolation construction method for existing building and vibration isolated building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、既存の建物の中間階に免震装置を介装することによって、当該既存建物を免震化する既存建物の免震化工法およびこれを適用した免震建物に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a seismic isolation method for an existing building in which the existing building is isolated by installing a seismic isolation device on an intermediate floor of the existing building, and to a seismic isolation building to which this is applied.
近年、鉄筋コンクリート(RC)造、鉄骨鉄筋コンクリート(SRC)造あるいは鉄骨(S)造等の各種の既存建物において、免震装置を特定の階に増設することにより、建物全体あるいはその一部を免震建物とする要請が高まりつつある。このような既存建物の免震化は、一般に建物の基礎部分や特定の階層の柱の柱頭、中間あるいは柱脚に、免震装置を新たに挿入することによってなされるために、上記柱等を一旦切断する必要がある。 In recent years, in various existing buildings such as reinforced concrete (RC), steel reinforced concrete (SRC), or steel (S), seismic isolation equipment has been added to specific floors to segregate the entire building or part of it. There is a growing demand for buildings. Since such existing buildings are generally seismically isolated by inserting a new seismic isolation device at the base, middle, or column base of a building or at a specific level, It is necessary to cut once.
このため、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設することにより、上記柱等の軸力材に作用している荷重を仮支持する工法が知られているが、上記既存建物の内部においては、常時一般業務や作業が行なわれているために、それら平常業務を極力妨げることなく、既存建物を使用しながら免震改修を可能とする免震化工法の開発が強く要望されている。 For this reason, a method of temporarily supporting a load acting on an axial force material such as the above-mentioned column by arranging a number of temporary axial force support members separately between beams and floor slabs is known, In the existing building, since general work and work are always performed, the development of a seismic isolation method that enables seismic isolation repair while using the existing building without hindering the normal work as much as possible has been developed. There is a strong demand.
一方、上述したような免震化工法とは異なる構造技術ではあるが、既存建物を使用しながら制震補強を可能にする方法として、例えば、特許文献1に示す制震補強方法が知られている。この制震補強方法においては、既存建物の柱および梁の外側に増設柱および増設梁を一体化するように取り付け、増設柱の中間或いは柱頭に免震装置を挿入するという構造が採られている。この制震補強方法によれば、地震時における建物の揺れを抑制することができるとともに、既存建物の居住性を損なうことなく、居ながらにして施工することができるという利点が得られる。
しかしながら、特許文献1に記載の方法は、そもそも制震補強を目的とする工法であることから、これを既存建物の免震化工法にそのまま適用することはできない。すなわち、既存建物の免震化工法においては、上述したように、特定階の既存柱等を切断して地盤から既存建物に伝わる振動を絶縁する必要があることから、それら既存柱等に作用している荷重を切断時および切断後に支持できるように構造上の措置を別途講じる必要がある。また、既存建物の中間部に配置される内部柱については、これと一体化する増設柱を建物の外側に設けることができないため、当該内部柱に対して増設柱を取り付けるとすれば建物内部に配置するしかなく、その場合、建物内部の居住空間や執務空間を減少させるばかりか、増設柱を施工する際の騒音が平常業務を妨げる懸念もある。
However, since the method described in
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、建物内における平常業務の妨げとなることなく、既存建物の中間階に免震装置を設置することができ、しかも簡易な作業で短期間に当該建物の免震化を図ることできる既存建物の免震化工法および免震建物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to install a seismic isolation device on the intermediate floor of an existing building without hindering normal operations in the building, and in a short time with simple work. The purpose is to provide a seismic isolation method for an existing building and a seismic isolation building that can be seismically isolated.
請求項1に記載の発明は、既存建物の中間階に免震装置を介装することにより免震層を設ける免震化工法であって、既存建物の外周部に沿って配置された柱を既存外周柱、中間部に配置された柱を既存内部柱として、各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を一体化するように設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、既存建物の屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁を設けて、その両端部を上記新設柱の何れかに接合することで、既存建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームを構築した後、各既存内部柱の内部に、その切断予定位置近傍から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材をそれぞれ埋設して、それら支承部材を介して、各既存内部柱に作用している荷重を上記外部フレームの新設梁で吊り支持した状態で、既存内部柱および既存外周柱をそれぞれ切断するようにしたことを特徴とするものである。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、既存建物の中間階に免震装置を介装することにより免震層を設ける免震化工法であって、上記免震層を跨ぐように各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、上記新設柱を既存外周柱に一体化した状態で、上記免震層にて各既存外周柱を切断するようにしたことを特徴とするものである。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の既存建物の免震化工法において、上記免震装置に予め想定される軸力を導入した状態で、既存外周柱を切断するようにしたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the seismic isolation method for an existing building according to the first or second aspect, the existing outer peripheral column is cut in a state where an axial force assumed in advance is introduced into the seismic isolation device. It is characterized by that.
請求項4に記載の発明は、中間階に免震装置が介装されることにより免震層が設けられた免震建物であって、各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が一体化されるように設けられて、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されるとともに、屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁が設けられて、その両端部が上記新設柱の何れかに接合されることにより、当該建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームが構築され、各内部柱の内部には、上記免震層から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材がそれぞれ埋設されて、それら支承部材を介して、各内部柱に作用している荷重が上記外部フレームの新設梁で吊り支持された状態で、内部柱および外周柱がそれぞれ上記免震層にて切断されていることを特徴とするものである。 The invention described in claim 4 is a seismic isolation building in which a seismic isolation layer is provided by interposing a seismic isolation device on an intermediate floor, and a new column is integrated on the outside of each outer peripheral column. The seismic isolation devices are respectively installed at predetermined portions of the new pillars, and at least one or more new beams are provided along the roof surface. By joining to one of the columns, an outer frame composed of the new column and the new beam is constructed on the outer periphery of the building, and the inner frame is provided with the outer frame from the seismic isolation layer. The support members are embedded over the range up to the new beam of the inner column, and the load acting on each internal column is suspended and supported by the new beam of the outer frame through the support member. And the outer column are in the above-mentioned seismic isolation layer And it is characterized in that it is disconnected.
請求項5に記載の発明は、中間階に免震装置が介装されることにより免震層が設けられた免震建物であって、上記免震層を跨ぐように各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が設けられて、それら新設柱が外周柱に一体化されるとともに、新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されて、上記免震層で各外周柱が切断されていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 5 is a seismic isolation building in which a seismic isolation layer is provided by interposing a seismic isolation device on an intermediate floor, and on the outer side of each outer peripheral column so as to straddle the seismic isolation layer. New pillars are provided respectively, and these new pillars are integrated with the outer peripheral pillars, and the seismic isolation devices are respectively installed at predetermined portions of the new pillars, so that the outer peripheral pillars are installed in the seismic isolation layer. It is cut | disconnected, It is characterized by the above-mentioned.
請求項1または4に記載の発明によれば、既存外周柱の外側に新設柱を一体化するように設けて、それら新設柱の各々に免震装置を介装するとともに、既存建物の屋上に、両端部が新設柱に接合された新設梁を設けて、その新設梁によって既存内部柱に作用している荷重を吊り支持した状態で、既存内部柱および既存外周柱をそれぞれ切断するようにしたので、既存建物の免震化に関わる工事のうち、既存柱の切断を除く大部分の工事を既存建物の外部で行うことが可能になる。
また、外周柱のみで内部柱の無い既存建物においては、請求項2または5に記載の発明のように、免震層を跨ぐように各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を設け、それら新設柱の予め設定された部位に免震装置をそれぞれ介装するとともに、新設柱を既存外周柱に一体化した状態で、免震層にて各既存外周柱を切断することにより、上記と同様、大部分の工事を既存建物の外部で行うことが可能である。
したがって、本発明によれば、建物内における平常業務の妨げとなることなく、既存建物を使用しながら免震改修を行うことが可能になる。すなわち、従来の免震化工法では、免震層を構築する階(免震階)が工事中使用不可となり、一時移転するなどの対応が必要であったのに対して、本発明に係る免震化工法によれば、工事中であっても免震階の使用を継続できることから、上記移転などにかかる手間や費用を省くことができる。
According to the invention described in
Moreover, in the existing building only with the outer peripheral column and without the inner column, as in the invention according to
Therefore, according to the present invention, it is possible to perform seismic isolation repair while using an existing building without hindering normal operations in the building. In other words, in the conventional seismic isolation method, the floor (base isolation floor) for constructing the base isolation layer became unusable during construction and needed to be temporarily relocated. According to the seismic construction method, since the use of the seismic isolation floor can be continued even during construction, the labor and cost for the relocation can be saved.
また、既存内部柱や既存外周柱を切断する際に、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設して既存建物における軸力を仮支持する場合と比較して、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業が不要になるために、作業の大幅な省力化を図ることができ、短期間に既存建物の免震改修を行うことができる。
また、外部フレームを既存建物の外周部に構築して、当該外部フレームの新設梁により既存内部柱を吊り支持するとともに、当該外部フレームの新設柱により既存外周柱の軸力を負担するようにしたので、既存建物内の有効スペースを減少させることなく、既存建物の免震化を図ることができる。
Also, when cutting existing internal columns and existing outer peripheral columns, compared to the case where a number of temporary axial force support members are arranged separately between beams and floor slabs to temporarily support the axial force in the existing building, Since large-scale removal work such as the removal and carry-out work of the axial force support member is not required, the work can be greatly saved, and the existing building can be seismically isolated in a short time.
In addition, the external frame was constructed on the outer periphery of the existing building, and the existing internal column was suspended and supported by the new beam of the external frame, and the axial force of the existing outer peripheral column was borne by the new column of the external frame. Therefore, the existing building can be seismically isolated without reducing the effective space in the existing building.
さらに、請求項3に記載の発明によれば、免震装置に予め想定される軸力を導入した状態で、既存外周柱を切断するようにしたので、既存柱の切断時に、荷重を確実に外部フレームに伝達して支承させることができ、既存柱の切断後の荷重移行による歪みを抑制することができる。
Further, according to the invention described in
図1〜図3は、本発明に係る既存建物の免震化工法を適用した免震建物の一実施形態を示すもので、図中符号1が既存建物、符号2が既存建物1の外周部に配置された既存外周柱、符号3が中間部に配置された既存内部柱である。
この免震化工法は、RC造等の既存建物において、その中間階に免震装置を介装して免震層を設ける場合に適用したもので、先ず、図1〜図3に示すように、既存建物1の外周側に大型の外部フレーム10を構築する。
1 to 3 show an embodiment of a seismic isolation building to which the seismic isolation method for an existing building according to the present invention is applied. In the figure,
This seismic isolation method was applied to an existing building such as an RC structure when an isolation layer was provided on the intermediate floor with an isolation device installed. First, as shown in FIGS. The large
ここで、上記外部フレーム10は、各既存外周柱2の外側に既存外周柱2と一体化するように設けられた新設柱11と、既存建物1の屋上面に沿って設けられその両端部が新設柱11(11A)に接合された新設梁12とによって構成されている。この外部フレーム10の構造形態は、RC造、SRC造あるいはS造など、既存建物1の構造形態等に応じて適宜に選択することが可能である。
Here, the
新設柱11は、何れも免震階となる中間階(本実施形態では1階)を跨ぐように設けられ、その免震階に対応する位置に、鉛プラグ入り積層ゴム等からなる免震装置15が介装されている。この新設柱11には、図2および図3に示すように、柱頭が屋上にまで達する第1新設柱11Aと、柱頭が屋上と免震階との中間に位置する第2新設柱11Bとが含まれ、ここでは、既存内部柱3が存在する通り芯上に配置される新設柱11の組合せのうち、新設柱11間の距離が最も短くなるような組合せの新設柱11がそれぞれ第1新設柱11Aとされて、それら第1新設柱11Aの柱頭間に新設梁12が架設されている。なお、新設柱11は、免震装置15が介装される部位において、一体化される既存外周柱2よりも断面が大きくなるように設定されており、当該新設柱11と既存外周柱2との一体化には、両者の構造形態に応じて周知の一体化工法を適宜に採用することが可能であり、例えば、両者がRC構造の場合には、後施工アンカーを利用して両者を一体化することにより、施工に伴う振動・騒音を抑制することが可能である。また、免震装置15の設置に際しては、免震装置15に予め想定される軸力を導入しておき、既存外周柱2の切断後の荷重移行が安定した状態で行われるようにする。この免震装置15の据え付け方法は、免震装置15に軸力を作用させながら工事を進める先付け方式であっても、免震装置15の取付後にジャッキ等を利用して免震装置15に軸力を作用させる後付け方式であってもよい。
Each of the
以上の構成からなる外部フレーム10を構築した後に、各既存内部柱3の中心部を上部よりコア抜きして、屋上の新設梁12から既存内部柱3の切断位置近傍に至る挿通孔を穿設する。そして、図3に示すように、各既存内部柱3の挿通孔にPC鋼棒(支承部材)18をそれぞれ通し、これにプレストレスを導入したうえで、両端を固定治具で固定することによって、各既存内部柱3に作用している荷重を外部フレーム10の新設梁12で吊り支持できるようにする。
また、上記外部フレーム10の構築と並行して若しくはその前後に、免震階の内外装壁、階段、エレベータ、設備配管等の免震化対応工事を行い、それら設備が地震時の相対変位に追従できるように対処しておく。
After constructing the
In parallel with or before or after the construction of the
そして、以上の工事が完了したら、予め想定される軸力が免震装置15に導入され、かつPC鋼棒18の緊張により外部フレーム10の新設梁12で既存内部柱3を吊り支持し得る状態で、既存外周柱2および既存内部柱3を免震階の所定高さ位置で一斉に切断する。これにより、各既存外周柱2に作用していた荷重が、これと一体化された新設柱11の免震装置15に移行するとともに、各既存内部柱3に作用していた荷重がPC鋼棒18を介して新設梁12に吊り支持されることとなる。この既存柱2,3から外部フレーム10への荷重移行により、既存建物1の免震化工事が完了となる。なお、既存内部柱3は切断状態のまま保持される。
And when the above construction is completed, the axial force assumed in advance is introduced into the
以上のように、上記既存建物の免震化工法によれば、既存外周柱2の外側に新設柱11を一体化するように設けて、それら新設柱11の各々に免震装置15を介装するとともに、既存建物1の屋上に、両端部が新設柱11Aに接合された新設梁12を設けて、その新設梁12によって既存内部柱3に作用している荷重を吊り支持した状態で、既存外周柱2および既存内部柱3をそれぞれ切断するようにしたので、既存建物1の免震化に関わる工事のうち、既存柱2,3の切断を除く大部分の工事を既存建物1の外部で行うことが可能になる。したがって、建物内における平常業務の妨げとなることなく、既存建物1を使用しながら免震改修を行うことが可能になる。
As described above, according to the seismic isolation method for the existing building, the
また、既存外周柱2および既存内部柱3を切断する際に、別途梁や床スラブ間に仮設の軸力支持部材を多数本配設して既存建物1における軸力を仮支持する場合と比較して、上記軸力支持部材の取り外しおよび搬出作業といった大掛かりな撤去作業無しの免震改修を行うことができる。
また、外部フレーム10を既存建物1の外周部に構築して、当該外部フレーム10の新設梁12により既存内部柱3を吊り支持するとともに、当該外部フレーム10の新設柱11により既存外周柱2の軸力を負担するようにしたので、既存建物内の有効スペースを減少させることなく、既存建物1の免震化を図ることができる。
In addition, when cutting the existing outer
In addition, the
さらに、本実施形態では、免震装置15の装着部位において新設柱11の断面を既存外周柱2の断面よりも大きくし、且つ免震装置15に予め想定される軸力を導入した状態で、既存外周柱2を切断するようにしたので、既存柱2,3の切断時において、荷重を確実に外部フレーム10に伝達して支承させることができ、既存柱2,3の切断後の荷重移行による歪みを抑制することができる。
Furthermore, in this embodiment, in a state where the cross section of the newly installed
なお、本実施形態においては、各新設柱11の脚部を地下に延ばして、各新設柱11を地上レベルより上方の上部構造と下方の上部構造とにより構成するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図4に示すように、1階の既存梁の何れかに補強梁19を一体化するように設け、その補強梁19の両端を新設柱11に接合するようにすれば、上記補強梁19に接合された一部の新設柱11Cについて下部構造を省略することも可能である。この場合、下部構造を省略した新設柱11Cにおいては、その脚部と既存外周柱2との間にPC鋼線20等を通し、これにプレストレスを導入して両端を固定することによって、既存外周柱2との一体性の向上を図ることが望ましい。
In the present embodiment, the legs of each
また、本実施形態においては、外部フレーム10の新設梁12によって各既存内部柱3を吊り支持するようにしたが、例えば、図5に示すように、一部の既存内部柱3に対しても新設柱11Dを一体化するように設け、その新設柱11Cに、弾性滑り支承等の免震装置16を介装するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, each existing
さらに、本実施形態においては、内部柱3を有する既存建物1に対して、本発明に係る免震化工法を適用する場合について例示したが、これに限られるものではなく、例えば、外周柱2のみで内部柱3の無い既存建物に対しても、本発明に係る免震化工法を適用することが可能である。その場合には、新設梁12を省略して新設柱11のみで外部フレームを構成し、既存外周柱2に作用している荷重を新設柱11によって支承するようにすればよい。
Furthermore, in the present embodiment, the case where the seismic isolation method according to the present invention is applied to the existing
1 既存建物
2 既存外周柱
3 既存内部柱
10 外部フレーム
11 新設柱
12 新設梁
15 免震装置
18 PC鋼棒(支承部材)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を一体化するように設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、既存建物の屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁を設けて、その両端部を上記新設柱の何れかに接合することで、既存建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームを構築した後、各既存内部柱の内部に、その切断予定位置近傍から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材をそれぞれ埋設して、それら支承部材を介して、各既存内部柱に作用している荷重を上記外部フレームの新設梁で吊り支持した状態で、既存内部柱および既存外周柱をそれぞれ切断するようにしたことを特徴とする既存建物の免震化工法。 A seismic isolation method that provides a seismic isolation layer by installing seismic isolation devices on the intermediate floor of an existing building,
New pillars are provided on the outside of each existing outer peripheral pillar, and the seismic isolation device is interposed in a predetermined portion of each new pillar, and at least one or more along the roof of the existing building After constructing an external frame consisting of the new pillar and the new beam on the outer periphery of the existing building by connecting both ends of the new beam to one of the new pillars, each existing internal Inside the pillar, bearing members are embedded in the range from the vicinity of the planned cutting position to the newly installed beam of the outer frame, and the load acting on each existing inner pillar is transmitted through the bearing members as described above. A seismic isolation method for an existing building, in which the existing inner column and the existing outer column are cut in a state where they are suspended and supported by a new beam on the outer frame.
上記免震層を跨ぐように各既存外周柱の外側にそれぞれ新設柱を設け、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置をそれぞれ介装するとともに、上記新設柱を既存外周柱に一体化した状態で、上記免震層にて各既存外周柱を切断するようにしたことを特徴とする既存建物の免震化工法。 A seismic isolation method that provides a seismic isolation layer by installing seismic isolation devices on the intermediate floor of an existing building,
New columns are installed outside the existing outer peripheral columns so as to straddle the seismic isolation layer, and the seismic isolation devices are respectively installed in the preset parts of the new columns, and the new columns are used as the existing outer peripheral columns. A seismic isolation method for an existing building, wherein each existing outer peripheral column is cut in the seismic isolation layer in an integrated state.
各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が一体化されるように設けられて、それら新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されるとともに、屋上面に沿って少なくとも一以上の新設梁が設けられて、その両端部が上記新設柱の何れかに接合されることにより、当該建物の外周部に、上記新設柱と上記新設梁とからなる外部フレームが構築され、
各内部柱の内部には、上記免震層から上記外部フレームの新設梁に至る範囲に亘って支承部材がそれぞれ埋設されて、それら支承部材を介して、各内部柱に作用している荷重が上記外部フレームの新設梁で吊り支持された状態で、内部柱および外周柱がそれぞれ上記免震層にて切断されていることを特徴とする免震建物。 It is a seismic isolation building with a seismic isolation layer by installing a seismic isolation device on the intermediate floor,
New pillars are provided on the outer sides of the outer peripheral pillars, respectively, and the seismic isolation devices are respectively installed at predetermined portions of the new pillars, and at least one or more along the roof surface. The new frame is provided, and both ends thereof are joined to any of the new columns, so that an external frame composed of the new columns and the new beams is constructed on the outer periphery of the building.
Within each internal column, bearing members are embedded over the range from the seismic isolation layer to the new beam of the external frame, and the load acting on each internal column is received via these bearing members. A base-isolated building characterized in that an inner column and an outer column are cut by the base isolation layer while being suspended and supported by the new beam of the outer frame.
上記免震層を跨ぐように各外周柱の外側にそれぞれ新設柱が設けられて、それら新設柱が外周柱に一体化されるとともに、新設柱の予め設定された部位に上記免震装置がそれぞれ介装されて、上記免震層で各外周柱が切断されていることを特徴とする免震建物。 It is a seismic isolation building with a seismic isolation layer by installing a seismic isolation device on the intermediate floor,
New pillars are provided outside the outer peripheral columns so as to straddle the seismic isolation layer, and these new pillars are integrated with the outer peripheral columns. A base-isolated building, characterized in that each outer peripheral column is cut at the base isolation layer.
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